#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "test.h"
#include "string.h"

/*   // 递归实现
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 合并两个有序子数组
void merge(int arr[], int left, int mid, int right) {
    int n1 = mid - left + 1;
    int n2 = right - mid;
    int *L = (int*)malloc(n1 * sizeof(int)); // 临时存储左子数组
    int *R = (int*)malloc(n2 * sizeof(int)); // 临时存储右子数组

    // 复制数据到临时数组
    for (int i = 0; i < n1; i++) L[i] = arr[left + i];
    for (int j = 0; j < n2; j++) R[j] = arr[mid + 1 + j];

    // 合并过程
    int i = 0, j = 0, k = left;
    while (i < n1 && j < n2) {
        if (L[i] <= R[j]) arr[k++] = L[i++];
        else arr[k++] = R[j++];
    }
    // 处理剩余元素
    while (i < n1) arr[k++] = L[i++];
    while (j < n2) arr[k++] = R[j++];

    free(L);
    free(R);
}

// 归并排序主函数
void mergeSort(int arr[], int left, int right) {
    if (left < right) {                               // 也就是gap = 1 ，如果 lerft=right 就是一个元素，不用排序了
        int mid = left + (right - left) / 2; // 避免溢出
        mergeSort(arr, left, mid);    //
        mergeSort(arr, mid + 1, right); // 递归排序右半部分
        merge(arr, left, mid, right);  // 合并有序子数组
    }
}

// 测试代码
int main() {
    int arr[] = {12, 11, 13, 5, 6, 7};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    mergeSort(arr, 0, n - 1);
    printf("Sorted array: ");
    for (int i = 0; i < n; i++) printf("%d ", arr[i]); // 输出：5 6 7 11 12 13
    return 0;
}







*/

// 合并两个有序子数组（核心操作）
void Merge(int* src, int* dst, int left, int mid, int right) {
    int i = left, j = mid + 1, k = left;
    while (i <= mid && j <= right) {
        // 稳定排序：相等时取左子数组元素（）
        dst[k++] = (src[i] <= src[j]) ? src[i++] : src[j++];
    }
    // 处理剩余元素
    while (i <= mid) dst[k++] = src[i++];
    while (j <= right) dst[k++] = src[j++];
}

// 非递归归并排序主函数
void MergeSortNonRecursive(int* arr, int n) {
    int* temp = (int*)malloc(n * sizeof(int));  // 单次分配临时空间（, ）
    if (!temp) {
        perror("Memory allocation failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    int gap = 1;  // 初始有序子数组长度
    while (gap < n) {
        // 两两合并相邻子数组（, ）
        for (int i = 0; i < n; i += 2 * gap) {
            int left = i;
            int mid = (i + gap - 1 < n) ? i + gap - 1 : n - 1;  // 防越界
            int right = (i + 2 * gap - 1 < n) ? i + 2 * gap - 1 : n - 1;

            Merge(arr, temp, left, mid, right);
        }
        // 将本轮排序结果拷贝回原数组（）
        for (int i = 0; i < n; i++) arr[i] = temp[i];
        gap *= 2;  // 步长倍增（）
    }
    free(temp);  // 释放临时空间
}

// 测试代码
int main() {
    int arr[] = {12, 11, 13, 5, 6, 7, 1, 4};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    MergeSortNonRecursive(arr, n);
    printf("Sorted array: ");
    for (int i = 0; i < n; i++) printf("%d ", arr[i]);  // 输出：1 4 5 6 7 11 12 13
    printf("\n");

    benchmark(MergeSortNonRecursive);
    return 0;
}
 